JPH03135723A - 磁気検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、磁気式エンコーダ等に適用可能な磁気検出装
置に関する。

（従来の技術） 本出願人は、一定波長λの繰り返し信号を着磁記録した
磁気記録媒体と、この磁気記録媒体と相対向する磁気抵
抗素子とを備えた磁気検出装置であって、上記磁気抵抗
素子は、少なくとも１往復折り返した磁気抵抗ストライ
プを単位セグメントとし、この単位セグメントをλ／４
毎の間隔で複数筒並列に配置し、１相分の上記単位セグ
メントのうち奇数番目に位置する同志を直列に、偶数番
目に位置する同志を直列に接続すると共に、上記磁気抵
抗素子を定電流源で駆動するようにした磁気検出装置に
関して先に特許出願した。特願昭６３−３６９１３号に
かかる発明がそれである。

第１１図は、上記出願にかかる磁気検出装置の一つの実
施態様を示す。第１１図において、符号５０．６０．・
・・はそれぞれ磁気抵抗ストライプの単位セグメントで
あり、これら各単位セグメント５０．６０．・・・は、
２往復に折り返した４木の磁気抵抗ストライプからなる
。また、各単位セグメント５０，６０．・・・相互は、
λ／４間隔で配置されている。上記各単位セグメント５
０，６０．・・・はＡ相又はＢ相というように所定の相
に属しており、１相分の単位セグメントのうち奇数番目
に位置する同志が直列に、偶数番目に位置する同志が直
列に接続され、これらを図示されない定電流源で駆動す
るようになっている。互いに直列接続された１群の単位
セグメントによる検出信号と、互いに直列接続された別
の１群の単位セグメントによる検出信号とが、例えば差
動増幅器に入力され、１相分の検出信号を出力する。同
様にして他の１相分の検出信号を出力させることもでき
る。

上記出願にかかる発明によれば、互いに直列接続される
磁気抵抗ストライプの本数が増えるため、その抵抗値が
大きくなり、電流値を小さくすることができるという利
点があり、また、磁気抵抗ストライプの配置の広がりを
小さくして検出信号電圧を大きくすることができるとい
う利点がある。

（発明が解決しようとする課題） 上記出願にかかる磁気検出装置によれば、複数の単位セ
グメント相互の間隔を所定の間隔に限定することによっ
て一定の効果を得ることを狙ったものであり、一つの単
位セグメントに属する磁気抵抗ストライプ相互の間隔乃
至は位相差ｄについては言及していない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、互いに直
列接続されている複数の磁気抵抗ストライプ相互を所定
の間隔にすることによって出力特性の改善を図った磁気
検出装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、磁気抵抗素子が、ｎλ／８（ただし、ｎは全
数）の間隔を保持して直列接続された複数の磁気抵抗ス
トライプでも！成されていることを特徴とする。

（作用） 互いに直列接続した複数の磁気抵抗ストライプ相互を所
定の間隔にすることにより、出力波形のゼロクロス位置
での立ち上がり又は立ち下がりが急激になる。

（実施例） 以下１図面を参照しながら本発明にかかる磁気検出装置
の実施例について説明する。

第１図に示す実施例は、単相出力定電流即動の例である
。第１図において、符号１，２，３．・・・８は磁気抵
抗ストライプを示しており、これらの磁気抵抗ストライ
プが上記符号順に左から右に向かって平面状に配置され
ることにより磁気抵抗素子が形成されている。この磁気
抵抗素子は、一定波長λの繰り返し信号を着磁記録する
ことにより一定間隔で磁極が形成された磁気記録媒体に
対向配置されている。上記磁気抵抗ストライプは４本で
一つの単位セグメントを構成している。ただし、一つの
単位セグメントは磁気抵抗ストライプ１゜２．５．Ｇで
構成され、別の単位セグメントは磁気抵抗ストライプ３
，４，７．８で構成されている。一つの単位セグメント
を構成する磁気抵抗ストライプ１，２，５．６は電源Ｖ
　ｃ　ｃと定電流源１１との間に直列に接続されると共
にその検出信号が差動増幅器９の一方の入力端子に入力
され、他の一つの単位セグメントを構成する磁気抵抗ス
トライプ３，４，７．８は電源ｖｃｃと定電流源１２の
間に直列に接続されると共にその検出信号が差動増幅器
９の他方の入力端子に入力される。

磁気抵抗ストライプ１，２はｌ往復に折り返して形成さ
れ、以下同様に、磁気抵抗ストライプ３゜４、磁気抵抗
ストライプ５，６、磁気抵抗ストライプ７．８がそれぞ
れ１往復に折り返して形成されている。

相隣接する磁気抵抗ストライプの間隔はλ／８に設定さ
れている。従って、一つの単位セグメントに属し、かつ
、相隣接する磁気抵抗ストライプの間隔はλ／８であり
、一つの単位セグメントに属する磁気抵抗ストライプと
これに隣接する磁気抵抗ストライプであって別のｍ位セ
グメントに属する磁気抵抗ストライプとのピッチ間隔は
λ／４になっている。

次に、第２図に示す実施例について説明する。

この実施例は、２相出力定電流駆動の場合の例である。

第２図において、左から右に向かって磁気抵抗ストライ
プ２１，２２，２３．・・・３６がこの順に平面上に配
置され、磁気抵抗素子が構成されている。これらの磁気
抵抗ストライプは４本で一つの単位セグメントを構成し
ている。一つの単位セグメントは磁気抵抗ストライプ２
１，２４゜２９．３２で構成され、別の単位セグメント
は磁気抵抗ストライプ２２，２３．３０．３１で構成さ
れ、別の単位セグメントは磁気抵抗ストライプ２５．２
８，３３．３６で構成され、さらに別の単位セグメント
は磁気抵抗ストライプ２６，２７゜３４．３５で構成さ
れている。一つの籏位セグメントを構成する磁気抵抗ス
トライプ２１，２４゜２９．３２は電源Ｖｃｃと定電流
源１４との間に直列に接続されると共にその検出信号が
差動増幅器１８の一方の入力端子に入力され、他の一つ
の単位セグメントを構成する磁気抵抗ス１−ライブ２２
．２３，３０．３１は電源Ｖｃｃと定電流源１５との間
に直列に接続されると共にその検出信号が差動増幅器１
８の他方の入力端子に入力される。

差動増幅器１８はＡ相の検出信号を出力する。同様にし
て、単位セグメントを構成する磁気抵抗ストライプ２５
，２８，３３，３６は電源Ｖｃｃと定電流源１７との間
に直列に接続されると共にその検出信号が差動増幅器１
９の一方の入力端子に入力され、他の単位セグメントを
構成する磁気抵抗ストライプ２６，２７，３４，３５は
電源ＶＣＣと定電流源１６との間に直列に接続されると
共にその検出信号が差動増幅器１９の他方の入力端子に
入力される。差動増幅器１９はＢ相の検出信号を出力す
る。

上記の説明から明らかなように、Ａ相検出用磁気抵抗ス
トライプ列とＢ相検出用磁気抵抗ストライブ列とが順次
交互に配置されている。別の相に属する磁気抵抗ストラ
イプ列を挾んで並べられた共通の相に属する磁気抵抗ス
トライプ相互のピッチ間隔は５λ／２に設定されている
。これに対して、別の相に属する磁気抵抗ストライプ列
で挾み込まれた共通の和に属する磁気抵抗ストライプで
あって互いに直列に接続された磁気抵抗ストライプ相互
の間隔は、７λ／８又は３λ／８に設定されている。ま
た、互いに隣接してはいるが、互いに直列の関係にはな
っていない磁気抵抗ストライプ相互の間隔はλ／４に設
定されている。

以上、要するに、第２図の実施例においては、互いに直
列接続された磁気抵抗ストライプ相互の間隔は、ｎλ／
８（ただし、ｎは奇数）になっていればよい。

次に、２相フルブリツジ出力定電圧駆動の場合の例を示
す第３図の実施例について説明する。第３図において、
左から右に向かって磁気抵抗ストライプ４１，４２，４
３，４４，４５，４６，４７．４８がこの順に平面上に
配置され、磁気抵抗素子が構成されている。これらの磁
気抵抗ストライプは２木で一つの単位セグメントを構成
している。一つの単位セグメントは直列接続された磁気
抵抗ストライプ４１．４４で構成され、別の昨位セグメ
ントは直列接続された磁気抵抗ストライプ４２．４３で
構成され、別の単位セグメントは直列接続された磁気抵
抗ストライプ４５．４８で構成され、さらに別の単位セ
グメントは直列接続された磁気抵抗ストライプ４６．４
７で構成されている。各ｍ位セグメントはブリッジ接続
されて一定の電圧が加えられ、ブリッジの中点の電圧が
差動増幅器４９に入力されて磁気検出出力を得るように
なっている。

直列に接続されて共通の単位セグメントに属する磁気抵
抗ストライプ相互の間隔は、３λ／８又はλ／８に設定
されている。この実施例の場合も、互いに直列接続され
た磁気抵抗ストライプ相互の間隔は、ｎλ／８（ただし
、ｎは奇数）になっていればよい。

次に、上記のように、互いに直列接続された磁気抵抗ス
トライプ相互の間隔をｎλ／８（ただし、ｎは奇数）に
する理由について説明する。いま、一定波長λの繰り返
し信号を着ｍ記録した磁気記録媒体の一部を模式化して
第４図のように表し、この磁気記録媒体と磁気抵抗素子
とが相対移動したときの各単位セグメントの抵抗値変化
と検出出力との関係について検討する。単位セグメント
を構成する磁気抵抗ストライプ間の位相差を０°とした
ときの抵抗値変化を第５図に、出力の変化を第６図に示
す、磁気抵抗ストライプ間に位相差がないため、各単位
セグメントの抵抗値は比較的単純な形で変化し、出力は
三角形状に比較的なだらかに立ち上がり、立ち下がる。

これに対して、単位セグメントを構成する磁気抵抗スト
ライプ間の位相差を４５°としたときの抵抗値変化は、
第７図に示すように、立ち上がった後二つのピークを生
じ、これによって出力もピーク付近が広くなり、それに
応じて立ち上がり、立ち下がりが急峻になる。

磁気抵抗素子を用いた磁気検出装置では、磁気抵抗スト
ライプから得られた信号を処理して検出信号を得るため
に、ゼロクロス点をとる方法が一般的に用いられる。従
って、磁気抵抗ストライプの出力がゼロクロス点付近に
おいて急激に変化する方が、ゆるやかに変化する場合に
比べて、より高精度にゼロクロス点を求めることができ
る。このことから、第５図ないし第８図で説明したよう
に、共通の単位セグメントに属する磁気抵抗ス１へライ
ブ間にある程度の位相差を設けた方が望ましいことがわ
かる。

そこで、上記位相差角度とゼロクロス点での立ち上がり
角度との関係を計測して第９図に、上記位相差角度と差
動作動増幅器からの検出出力との関係を計測して第１０
図に示す。第９図から明らかなように、ゼロクロス点で
の立ち上がり角度は、位相角度差が０″ないし４５°ま
では急激に増加し、４５°以上は頭打ちとなってほとん
ど増加しないことがわかる。また、第１０図から明らか
なように、検出出力は磁気抵抗ストライプの位相角が増
えるに従って低下することがわかる。そこで、上記ゼロ
クロス点での立ち上がり角度と、検出出力との二つの条
件を勘案すれば、共通の単位セグメントに属する磁気抵
抗ストライプ間に４５°＝λ／８の位相差角度を設けれ
ば、最良の条件下で検出できることがわかる。

なお、共通の単位セグメントに属する磁気抵抗ストライ
プ間の位相差角度はλ／８に限定されるものではなく、
前にも述べたように、ＩＩλ／８（ただし、ｎは奇数）
になっていればよく、これによって所期の作用効果を得
ることができる。

（発明の効果） 本発明によれば、互いに直列接続した複数の磁気抵抗ス
トライプ相互をｎλ／８（ｎは奇数）の間隔にすること
により、出力波形のゼロクロス位置での立ち上がり又は
立ち下がりを急激にすることができ、これによって検出
特性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる磁気検出装置の一実施例を示す
磁気抵抗ストライプの配置関係図、第２図は本発明にか
かる磁気検出装置の別の実施例を示す磁気抵抗ストライ
プの配置関係図、第３図は本発明にかかる磁気検出装置
のさらに別の実施例を示す磁気抵抗ストライプの配置関
係図、第４図は磁気検出装置に用いる磁気記録媒体の繰
り返し信号の例を模式的に示す線図、第５図は磁気抵抗
ストライプの位相差がＯｏの場合の磁気抵抗ストライプ
の抵抗値変化を示す線図、第６図は同じく出力変化を示
す線図、第７図は磁気抵抗ストライプの位相差が４５°
の場合の磁気抵抗ストライプの抵抗値変化を示す線図、
第８図は同じく出力変化を示す線図、第９図は磁気抵抗
ストライプの位相角とゼロクロス点での立ち上がり角度
の変化を示す線図、第１０図は同じく出力レベルの変化
を示す線図、第１１図は従来の磁気検出４Ａ置の例を示
す磁気抵抗ストライプの配置関係図である。 １．２，３．〜８・・・磁気抵抗ストライプ、２１．２
２．〜３６・・・磁気抵抗ストライプ、４１．４２．〜
４８・・・磁気抵抗ストライプ。 第５図 第７図 第３図 第６図 第８図 ゛第９図 第１０図 第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一定波長λの繰り返し信号を着磁記録した磁気記録媒体
   と、この磁気記録媒体と相対向する磁気抵抗素子とを備
   えた磁気検出装置において、上記磁気抵抗素子は、ｎλ
   ／８（ただし、ｎは奇数）の間隔を保持して直列接続さ
   れた複数の磁気抵抗ストライプを有することを特徴とす
   る磁気検出装置。